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    齒輪箱故障簡易診斷方法詳解

    2022-09-15 01:00:43


    精密減速機

    01 振動檢測的主要步驟

    一般情況下,若查明被測對象有不平衡、不對中、松動、葉片膜振蕩等現象時,則測位移或速度較好;若查齒輪、軸承、葉片等故障時,則測加速度較敏感。在平時的狀態檢測中,最好對三個參數同時進行測量和記錄。

    1)正確選擇檢測儀

    不同種類的傳感器具有不同的可測頻率范圍,測試前應該結合研究對象的主要頻率范圍來選定適當儀器。一般來說,接觸式傳感器中,速度型傳感器適用于測量不平衡、不對中、松動接觸等引起的低頻振動,用它測量振動位移,可以得到穩定的數據;加速度傳感器適用于測量齒輪、軸承故障等引起的中、高頻振動信號,但用它測量振動位移往往不太穩定。因此,加速度傳感器測量儀一般只用于測振動速度,其優點是能測到高頻振動信號。

    2)正確選擇測點的位置

    測點位置和傳感器安裝位置同上述的兩個因素一樣,能決定測到什么頻率范圍的振動。實際被測對象都有主體與部件、部件與部件之間的區別。必須找出最佳的測振位置,合理布點。

    3)傳感器安裝固定

    在振動檢測過程中,傳感器必須和被測物緊密接觸。如果在水平方向上產生滑動或者在垂直方向上脫離接觸,都會使檢測結果嚴重畸變,記錄無法使用。高精密行星減速機通常使用的固定方法有螺釘聯接固定、蜂蠟固定、膠合固定、絕緣連接固定、磁鐵連接固定等。

    4)定期標定儀器

    因為測振儀中某些元件的電氣性能和力學性能會隨時間和使用程度而變化,所以測振儀器在使用過程中需要經常標定,特別是壓電型加速度計,其壓電系數會隨時間的延長而降低。因此,為了保持測量精度,最好每年復核一次。

    5)測試數據整理

    按上述幾點測得的振動數據,需要按設備分別整理,畫出趨勢圖,同基準值比較,才能一目了然地看出設備運轉狀態。一般情況下,這種整理工作可采用手工方式;但是,當需要作狀態監測、傾向管理的設備數量較多時,必須借助于計算機來進行數據處理工作。

    02 齒輪箱振動簡易診斷的方法

    由于齒輪箱結構復雜,頻率成分多,齒輪箱簡易振動診斷方法一般應具備時域分析和頻譜分析兩種測試處理和分析手段,并在長期定時定點檢測的基礎上進行。齒輪箱簡易診斷方法一般由振動測試參數和簡易診斷儀器選擇、結構分析、測點選擇、測試時間間隔選擇、建立特征參數檔案、判斷標準選擇和制定、定時或調整時間間隔進行振動測試、趨勢分析、儀器定期標定九個部分組成。

    1)振動測試參數和簡易診斷儀器選擇

    齒輪箱簡易診斷一般以箱體振動速度的測量作為首要選擇的參數,振動速度的均方根值就是振動烈度,是檢測中的重要指標,可配置手持式振動儀進行測試,也可以配置傳感器為振動加速度的手持式振動儀進行測試,但測試效果不如采用振動速度傳感器好。因齒輪箱結構復雜,傳遞途徑多,所以有條件的情況下可以采用對振動速度或加速度進行頻譜分析作為檢測參數,配置帶簡易頻譜分析的數據采集器和相應的離線振動分析軟件系統進行分析。數據采集器可以代替便攜式測振儀進行定期巡檢,又具有簡易頻譜分析的功能,是齒輪箱故障診斷較好的簡易診斷儀器。高精密行星減速機

    振動烈度:必備,測量振動速度的均方根值,配置手持式振動儀進行測試。根據相應的判別標準制定相應的警告界限值和故障界限值。

    振動速度或加速度的頻譜分析:有條件的情況下選配,測量振動速度或加速度的幅值譜,配置帶簡易頻譜分析和檢測的數據采集器和相應的離線振動分析軟件系統進行測試分析。根據相應的判別標準和特征頻率等制定相應的頻譜窄帶警告界限值和故障界限值。

    2)結構分析

    首先要對齒輪箱的結構進行認真細致的分析,重點是分析軸承座的部位,并分析哪些軸和齒輪是高速重載,以幫助確定測點的布置;分析電動機的轉速和各傳動鏈齒輪的齒數、傳動比,以幫助確定各軸的轉頻、嚙合頻率;分析各軸承座等滾動軸承的型號,以幫助確定各滾動軸承的通過頻率。高精密行星減速機

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    3)測點選擇

    齒輪箱故障診斷測點選擇一般應遵守以下幾個原則:

    a)軸承座附近是天然的最佳測點。齒輪箱中軸或軸承發生故障,其振動信號經過齒輪、軸和軸承傳遞到軸承座,再通過箱體傳遞到測點位置,振動信號在傳遞過程中幅值要衰減,高頻成分幅值衰減比低頻成分快得多。如果滾動軸承發生故障,則包含故障信息的振動信號直接傳遞到軸承座,所以在軸承座附近布置測點是最佳位置,振動信號的衰減和畸變最小。一般所有的軸承座至少布置一個測點,在這個測點要進行2-3個方向的振動測量。由于結構原因很多軸承座附近沒有辦法布置測點,此時應選擇盡可能靠近這些軸承座的位置布置測點。

    b)重要部位的測點可以布置多、密一些,其他不重要部位的測點可以布置少、稀一些,特別是一些負荷重、轉速高的軸和容易發生故障的軸和軸承的軸承座附近一定要多布一些測點。

    c)測點的選擇要兼顧軸徑向平面的水平與垂直兩個方向和軸向方向。不一定所有位置都要進行三個方向的振動測試,但重要的部位一般要進行三個方向的振動測試,特別要注意不要忽略軸向振動測試,因為齒輪箱很多故障都會引起軸向振動能量和頻率發生變化。

    d)高精密行星減速機要在比較平坦的箱體表面布置測點,以便安裝和拆卸振動傳感器,如有必要,要加工一些可以安裝三個方向傳感器的傳感器安裝座。

    e)簡易診斷的測點不宜過多,選取合適的測點就可以了。

    4)測試時間間隔的確定

    對于開始測試時,每次振動測試的時間間隔可以短一些,以一周一次較好;在振動量的平穩小幅上升或小幅波動期間,每兩次振動測試的時間間隔可以長一些,幾周一次或一個月一次;另外,在齒輪箱修理和保養前后,要進行一次振動測試,以分析修理和保養前后振動的大小來觀察修理和保養的效果。

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    5)建立特征參數檔案

    主要是建立傳動箱各軸的轉頻、齒輪嚙合頻率、滾動軸承運動學和動力學特征頻率,為頻譜分析檢測診斷建立相關特征參數表。

    6)判斷標準選擇和制定

    分為振動烈度的警告界限值、故障界限值和頻譜窄帶警告界限值、故障界限值的選擇和制定。振動烈度的警告界限值和故障界限值:如果有企業標準,則首先選擇企業標準;如果沒有企業標準,但有行業標準,則選擇行業標準;如果沒有企業和行業標準,則可以參考相應的國際或國家標準制定。

    7)定時或調整時間間隔進行振動測試

    對齒輪箱可以根據具體的工作狀況采用定時振動測試,在發現定時測試的結果有異的時候,可以調整時間間隔進行更密集的測試,以發現是否存在故障。

    8)趨勢分析高精密行星減速機

    根據定時或調整時間間隔測試得到的結果,建立相應的測試檔案,根據檔案進行齒輪箱故障的趨勢分析,以達到及時預測和發現故障。一般趨勢分析報警的方式有兩種,一種是根據量值的大小報警,一種是根據量值大小的變化率報警。量值大小的變化率反映了設備的劣化速度,例如,在同樣的監測時間間隔里,正常量值大小的變化量是2%以內,異常量值大小的變化量就可能達到10%以上。

    9)定期標定儀器

    測振儀中某些元件的電氣性能和力學性能會隨時間和使用程度而變化,測振儀器在使用過程中需要經常標定,以保持測量精度。

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